(57)【要約】【課題】非選択の光センサで発生するノイズを低減し、高精度に距離を測定できる距離測定装置を提供すること。【解決手段】光センサ回路２０を、光センサ１、２、３と、この光センサ１、２、３と積分回路１７を選択接続する選択スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ４、５、６）と、この複数個の光センサ１、２、３に１個の積分回路１７と、各光センサ１、２、３とそれぞれ接続する非選択スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ７、８、９）と、この非選択スイッチと接続するバイアス用電圧回路１３で構成する。非選択スイッチをオンさせることで、非選択スイッチを介してバイアス用電圧回路１３と非選択の光センサを接続し、この非選択の光センサが発生する光電荷（光電子）をバイアス用電圧回路１３へ流し、積分回路１７へ流れ込まないようにすることで、非選択の光センサで発生する光電荷によるノイズを低減する。【選択図】        図１
2005265606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき複数の対象の映像が結像されるに一対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、
光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、各光センサアレイを積分回路もしくはバイアス回路のいずれかに接続したことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき複数の対象の映像が結像されるに一対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、
光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する第１選択手段と、該第１選択手段で選択された１対の光センサアレイを除いた１対の光センサアレイ群を選択する第２選択手段と、前記第１選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路と、前記第２選択手段で選択された前記１対の光センサアレイ群に電圧を印加するバイアス回路と、を備えることを特徴とする距離測定装置。    
【請求項３】
互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき複数の対象の映像が結像されるに一対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、
光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する第１選択手段と、該第１選択手段で選択された１対の光センサアレイを除いた１対の光センサアレイ群を選択する第２選択手段と、前記第１選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路と、前記第２選択手段で選択された前記１対の光センサアレイ群に電圧を印加するバイアス回路と、を備える距離測定装置であって、
第１導電型の半導体基板上に形成した第２導電型の半導体領域と、該半導体領域の表面層に複数個形成した第１導電型の第１領域と、該第１領域と離して該第１領域の両側にそれぞれ形成した第１導電型の第２領域および第３領域と、前記第１領域と前記第２領域に挟まれ前記半導体層上にゲート絶縁膜を介して形成した第１ゲート電極と、前記第１領域と前記第３領域に挟まれ前記半導体領域上にゲート絶縁膜を介して形成した第２ゲート電極と、前記第２領域と接続した前記積分回路と、前記第３領域と接続したバイアス回路とを備える距離測定装置であって、
前記光センサアレイが前記半導体領域と複数個の前記第１領域とで形成され、前記第１選択手段が第１ＭＯＳＦＥＴであって、該第１ＭＯＳＦＥＴが前記第１領域と前記第２領域および前記第１ゲート電極で形成され、前記第２選択手段が第２ＭＯＳＦＥＴであって、該第２ＭＯＳＦＥＴが前記第１領域と前記第３領域および前記第１ゲート電極で形成され、前記積分回路と前記第２領域とを接続し、前記バイアス回路と前記第３領域とを接続し、前記半導体領域を接地し、前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極に入力されるオン・オフ信号が常に逆であることを特徴とする距離測定装置。
【請求項４】
互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき複数の対象の映像が結像されるに一対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、
光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する選択手段と、該選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路と、選択されない光センサアレイで発生した光電荷を除去するバイアス回路とを備えた距離測定装置であって、
第１導電型の半導体基板上に形成した第２導電型の半導体領域と、該半導体領域の表面層に複数個形成した第１導電型の第１領域と、該第１領域と離して該第１領域の両側にそれぞれ形成し、前記光電荷を除去する第１導電型のガードリング領域と、一方のガードリング領域と離して形成し、前記第１領域と電気的に接続した第１導電型の第４領域と、該第４領域と離して形成した第１導電型の第５領域と、前記第４領域と前記第５領域に挟まれた前記半導体領域上にゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極と、前記第５領域と接続した前記積分回路と、前記ガードリング領域と接続したバイアス回路とを備えた距離測定装置であって、
前記光センサアレイが半導体領域と複数個の前記第１領域とで形成され、前記第１選択手段がＭＯＳＦＥＴであって、該ＭＯＳＦＥＴが前記第４領域と前記第５領域および前記ゲート電極で形成され、前記積分回路と前記第５領域とを接続し、前記バイアス回路と前記ガードリング領域とを接続し、前記半導体領域を接地することを特徴とする距離測定装置。
【請求項５】
前記バイアス回路の印加電圧が前記積分回路の入力端子の電圧と等しくなるようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の距離測定装置。
【請求項６】
互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき対象の映像が結像されるに１対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、
光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する選択手段と、該選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路とを備えた距離測定装置であって、
第１導電型の半導体基板上に形成した第２導電型の半導体領域と、該半導体領域の表面層に複数個形成した第１導電型の第１領域と、該第１領域と離して該第１領域の一方の端側に形成した第１導電型の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域に接し、前記半導体領域内に形成したトレンチと、該トレンチ内にゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極と、前記第２領域と接続した前記積分回路とを備えた距離測定装置であって、
前記光センサアレイが前記半導体領域と複数個の前記第１領域とで形成され、前記選択手段がＭＯＳＦＥＴであって、該ＭＯＳＦＥＴが前記第１領域と前記第２領域および前記ゲート電極で形成され、前記積分回路と前記第２領域とを接続し、前記半導体領域を接地し、前記半導体領域が接地され、前記半導体基板と前記半導体領域で形成されるｐｎ接合を逆バイアスすることを特徴とする距離測定装置。
【請求項７】
互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき対象の映像が結像されるに１対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、
光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する選択手段と、該選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路とを備えた距離測定装置であって、
第１導電型の半導体基板上に形成した第２導電型の半導体領域と、該半導体領域の表面層に複数個形成し、両端部の拡散深さが深い第１導電型の第１領域と、該第１領域と離して該第１領域の一方の端側に形成した第１導電型の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域に挟まれた前記半導体領域上にゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極と、前記第２領域と接続した前記積分回路とを備えた距離測定装置であって、
前記光センサアレイが前記半導体領域と複数個の前記第１領域とで形成され、前記選択手段がＭＯＳＦＥＴであって、該ＭＯＳＦＥＴが前記第１領域と前記第２領域および前記ゲート電極で形成され、前記積分回路と前記第２領域とを接続し、前記半導体領域を接地し、前記半導体基板と前記半導体領域で形成されるｐｎ接合を逆バイアスすることを特徴とする距離測定装置。
【請求項８】
前記光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを、前記対象の含まれる測距方向に応じて選択する選択手段を有することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、カメラの自動焦点機構に用いられる距離測定装置に関し、特に、被写体を撮像レンズを通して撮影する撮像光学系と距離を測距レンズを通して測定する測距光学系とのパララックス（視差）を補正する機能を有する距離測定装置や、広い視野における複数の対象の距離を測定する機能を有する距離測定装置や、各光センサアレイを逐次選択積分し、その画像データを合成することにより２次元の画像認識を可能とする距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、三角測距の原理に基づく原理図である。この三角測距の原理について説明する（例えば、非特許文献１参照）。
被写体５５の光がレンズ５１、５２を通して、光センサアレイ５３、５４上に被写体像５６、５７として結像する。点Ｇ、点Ｈは、正面の無限遠からレンズ５１、５２の中心点Ｃ、Ｄを通過する光線（光軸５８、５９）と光センサアレイ５３、５４との交点である。点Ｇと点Ｈの間の距離をＢ、光センサアレイ５３、５４とレンズ５１、５２との距離をｆｅとする。また、光軸５８、５９からの被写体像５６、５７のずれをＸ１、Ｘ２とする。このＸ１とＸ２を足した長さをＸとする。尚、６１は測定系を示す。
ここで三角形ＡＣＥと三角形ＣＦＧおよび三角形ＡＥＤと三角形ＤＨＩはそれぞれ相似であることから、被写体５５までの距離ｄは次式で求められる。
【０００３】
（数１）
ｄ＝Ｂ・ｆe ／（Ｘ１＋Ｘ２）＝Ｂ・ｆe ／Ｘ
Ｘは被写体５５が無限遠にあるとき、すなわち二つの被写体像５６、５７がレンズ５１、５２の光軸５８、５９と光センサアレイの交点にある場合を基準とした２像の相対変移である。Ｂとｆｅは定数であるので、Ｘを検出することで距離ｄを求めることができる。
図７は、三角測距の原理に基づく距離測定装置の構成図である。測距原理については、前記した通りである。また、構成図は内部が分かる分解斜視図で示した。
この距離測定装置は、１対のレンズ７１、７２と、１対の光センサアレイ８１、８２を内蔵するオートフォーカスＩＣ（以下ＡＦＩＣ７６と称す）と、遮光箱７３とで構成され、必要に応じてＩＲ（赤外線）カットフィルタ７４が挿入される。ＡＦＩＣ７６と１対のレンズ７１、７２は遮光箱７３に固定して組み立てられる。
【０００４】
図８は、ＡＦＩＣに封止されている半導体チップの要部構成図で、同図（ａ）は半導体チップの平面図、同図（ｂ）は光センサアレイの平面図、同図（ｃ）は光センサの平面図である。
半導体チップ８０は、１対の光センサアレイ８１、８２と、その回りに配置される増幅回路８３ａ、８３ｂ、８４ａ、８４ｂ、アドレス回路８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂ、基準電圧回路８７ａ、８７ｂなどが集積される。尚、８８ａ、８８ｂはボンディングパッドアレイである。尚、増幅回路８３ａ、８３ｂ、８４ｃ、８４ｄ内に、後で説明する光センサの電流を積分する積分回路アレイが入っている。
また、１対の光センサアレイ８１、８２は、それぞれ多数の光センサ９１ａ、９１ｂから構成される。
【０００５】
また、各光センサ９１ａ、９１ｂは受光領域９８（受光部）とピックアップ電極９２で構成され、受光領域９８はフォトダイオードやフォトトランジスタで形成され、これらのフォトダイオードやフォトトランジスタは、半導体基板の表面層にイオン注入や拡散などで形成される。
この１対の光センサアレイ８１、８２の長手方向に対して垂直方向に各光センサ９１ａ、９１ｂの領域を広げて、図７のレンズ７１、７２と光センサアレイ８１、８２との位置合わせがズレた場合に、そのズレを補正する方法が特願２００２−０７７６７０に開示されている。
つぎに、従来の距離測定装置の主要回路と構成およびこの距離測定装置を搭載したカメラについて説明する。
【０００６】
図９は、従来の距離測定装置を構成する光センサ回路である。光センサ回路１００は、光センサ１０１と、各光センサ１０１に流れるそれぞれの光電流を積分して、電圧に変換する積分回路１０２で構成される。光センサ１０１は、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの光電変換素子であり、積分回路１０２は、例えば、オペアンプ１０３にコンデンサ１０４を接続した回路である。光センサ１０１であるフォトダイオードのカソードに正、アノードに負の電圧を印加し、このフォトダイオードに光が入射すると、光電流が流れる。この光電流を積分回路１０２で積分し、この積分量に応じた電圧が光センサ回路１００からセンサ出力１０５として出力される。
図１０は、従来の光センサ回路アレイを示す図である。図９の光センサ１０１と積分回路１０２で構成される光センサ回路１００を１列（１ライン）に並べて光センサ回路アレイ１３０が構成される。
【０００７】
この光センサ回路アレイ１３０は、見方を変えると光センサ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ・・・をライン状に複数個並べた光センサアレイ１１０と、各光センサと接続する積分回路１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・をライン状に複数個並べた積分回路アレイ１２０とから構成されているとも言える。
図１１は、従来の距離測定装置の要部構成図である。図１０の光センサアレイ１１０を左右に１対（１１０ａ、１１０ｂ）配置し、図１０の積分回路アレイ１２０を左右に１対（１２０ａ、１２０ｂ）配置し、積分回路アレイ１２０ａ、１２０ｂからのセンサ出力信号が入力される出力回路１３２および制御回路１３１で構成される。
この１対の光センサアレイ１１０ａ、１１０ｂと１対の積分回路アレイ１２０ａ、１２０ｂで構成される１対の光センサ回路アレイ１３０ａ、１３０ｂを半導体チップ（ＡＦＩＣ）に形成する。また、１対の光センサアレイ１１０ａ、１１０ｂの直上には図７に示すように１対の測距レンズ（レンズ７１、７２）が配置される。
【０００８】
図１２は、図１１の距離測定装置を装着した従来のカメラの図である。この距離測定装置１４２は自動焦点装置として利用され、これをカメラ１４０に装着する場合、カメラ１４０内部の部品レイアウトの制約上、通常、距離測定装置１４２を撮像レンズ１４１の真横に装着することは難しいため、撮像レンズ１４１の直上や斜め方向に装着する。被写体に焦点を合わせる方法は、距離測定装置１４２で被写体までの距離を測定し、その測定データに基づいて、カメラ１４０の撮像レンズ１４１を移動させて行う。
光センサに被写体像を結像させる光学系と組み合わせて、距離測定装置を構成する場合、光センサアレイが１ラインでは、上下方向の視野は、光学系で決まる１方向と一定視野角に限定されてしまう。
そのため、図１３に示すように、測距レンズ１４３を通して１対の光センサアレイ１１０ａ、１１０ｂの上下の視野Ｅと撮像レンズ１４１を通してフィルムなどの感光面１４４の上下の視野Ｆとの間にずれ（視差：パララックス）あることにより、視差領域１４５が生じてしまう。この視差領域１５１に対象とした被写体が入ると、被写体を距離測定装置の１対の光センサアレイ１１０ａ、１１０ｂが捕らえることができなくなり、精度の高い距離測定ができなくなる。そのため、被写体を感光面１４４に正確に合焦することができなくなる。
【０００９】
これを解決するために、パララックスが発生しないように、マルチ（複数）ラインセンサを利用することが特許文献で示唆されている（例えば、特許文献１参照）。
図１４は、マルチラインセンサを用いた距離測定装置の要部構成図である。マルチラインセンサは、図１１の１対の光センサ回路アレイ１３０を長手方向に対して垂直方向に複数個配置した構成となっている。このマルチラインセンサは、隣接して配置される上段の光センサアレイ１５１ａ、１５１ｂと中段の光センサアレイ１５２ａ、１５２ｂの間に積分回路アレイ１５５ａ、１５５ｂが配置される構成となっている。また、同様に中段と下段の光センサアレイの間にも積分回路アレイが配置されている。
しかし、マルチセンサアレイを用いる場合、この積分回路アレイが占める領域は、光センサが配置されない領域であるため、図１５に示すように、隣の１対の光センサアレイ１５１ａ，ｂ、１５２ａ，ｂ、１５３ａ，ｂの間に大きな隙間が空き、撮像レンズ１４１を介して見る感光面１６１の視野Ｐと測距レンズ１４３を介して見る１対の光センサアレイ１５１ａ，ｂ、１５２ａ，ｂ、１５３ａ，ｂの視野Ｌ、Ｍ、Ｎの間で重ならない領域（視差領域１６２）が複数箇所で生じる。つまり、視差（パララックス）を生じてしまう。そのため、精度のよい距離の測定ができなくなり、正確に被写体を感光面１６１に合焦することができない。また、個々の光センサにそれぞれ積分回路が設けられているため、配線数が多くなる。そのため、配線の占める面積と積分回路アレイが占める面積が増大し、チップサイズが大きくなる。
【００１０】
小チップサイズでパララックスが精度よく補正できる距離測定装置について特願２００２−３６０７８８号に記載されている。
図１６は、特願２００２−３６０７８８号に記載された距離測定装置を構成する光センサ回路図である。これは、図９に相当する光センサ回路である。
光センサ回路２１０は、複数個の光センサアレイを構成するために、複数個（ここでは３個）の光センサ２０１、２０２、２０３と、この光センサ２０１、２０２、２０３を選択する選択スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ２０４、２０５、２０６）と、この複数個の光センサ２０１、２０２、２０３に１個の積分回路２０７が備えられている。光センサ２０１、２０２、２０３は、例えば、フォトダイオードであり、積分回路２０７は、例えば、オペアンプ２０８にコンデンサ２０９を接続した回路である。フォトダイオードに光が入射すると、光電流が流れ、この光電流を積分回路で積分し、この積分量に応じた電圧が光センサ回路２１０からセンサ出力として出力される。
【００１１】
図１７は、図１６の距離測定装置を構成する光センサ回路アレイのレイアウト図である。図１０に相当するレイアウト図である。図１６の光センサ回路２１０をライン状に並べて光センサ回路アレイ２２０とする。この光センサ回路アレイ２２０は、３個の光センサアレイ２２１、２２２、２２３と１個の積分回路アレイ２２４で構成され、ライン間隔の非常に狭いマルチラインセンサを形成する。光センサアレイの個数は３個（３ライン）に限るものではない。
各ライン間は選択スイッチであるＭＯＳＦＥＴ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ・・・、ＭＯＳＦＥＴ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ・・・、ＭＯＳＦＥＴ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ・・・のみのレイアウトになるため、ライン間を狭くすることができる。また、上段の光センサアレイ２１は光センサ２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ・・・で構成され、中段の光センサアレイ２２２は光センサ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ・・・で構成され、下段の光センサアレイ２２３は光センサ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ・・・で構成される。
【００１２】
例えば、ＭＯＳＦＥＴ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ・・・がオンすると、光センサ２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ・・・の光電流が積分回路アレイ２２４を構成する積分回路２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ・・・に流れ、その電流を積分して光電流量に応じた電圧をセンサ出力信号として出力する。
図１８は、図１６の距離測定装置の要部構成図である。この図では測距レンズなどの説明は省かれている。
上段の１対の光センサアレイ２２１ａ、２２１ｂ、中段の１対の光センサアレイ２２２ａ、２２２ｂ、下段の１対の光センサアレイ２２３ａ、２２３ｂの３ライン（３列）が配置され、これら３ラインの光センサアレイに１ラインの１対の積分回路アレイ２２４ａ、２２４ｂが配置される。また、前記したように各光センサアレイを構成する各光センサは、図示しない微小な選択スイッチであるＭＯＳＦＥＴを介して積分回路アレイを構成する各積分回路に接続し、この積分回路は選択された光センサアレイの光センサから流出する光電流を積分して、光電流量に応じた電圧に変換してセンサ出力信号とする。ＭＯＳＦＥＴをオン・オフさせる信号は中央に配置された制御回路２２５から伝送される。また、積分回路からのセンサ出力信号は、出力回路２２６に入力され、この積分回路２２６からのセンサ出力信号に対応する出力信号が、出力回路２２６から図示しない撮像レンズを含む撮像光学系に伝送される。尚、ここでは、各光センサ、各積分回路、制御回路、出力回路間の配線は省略されている。
【００１３】
図１９は、図１８の距離測定装置による測定距離と視野の関係を説明する図である。図１８の下段の１対の光センサアレイ２２３ａ、２２３ｂが、無限遠の光を受光する受光領域となるように固定した場合で、測距レンズ２３０の中心と光センサアレイ２２３ａ、２２３ｂの中心を結ぶ光軸２２７と所定の距離で平行となる測定軸２２８上にある対象物２２９の距離を測定する場合について説明する。
遠距離にある対象物２２９ａは下段の１対の光センサアレイ２２３ａ、２２４ａの視野Ａに入るので距離を測定できる。また、中距離にある対象物２２９ｂは中段の１対の光センサアレイ２２２ａ、２２２ｂの視野Ｂに入るので距離を測定できる。また、至近距離にある対象物２２９ｃは上段の１対の光センサアレイ２２１ａ、２２１ｂの視野Ｃに入るので距離を測定できる。
【００１４】
このように、対象物が入る距離範囲により受光領域となる光センサアレイを選択することで、遠近によらず対象物が光センサアレイの視野に入り、正確な距離を測定することができる。
また、特願２００２−３６０７８８号では、パララックス補正機能となる３ラインの光センサアレイ群について記載されているが、図２０に示すように、例えば、このライン数を１３ラインにするなどライン数を増やし上下方向の視野を図２１のように広げればマルチポイント距離測定装置として使用できる。また、この距離測定装置を用いて２次元画像の認識が可能となる。
図２２は、図２０の距離測定装置の要部断面図である。ここでは図２０の点線のＢ部の２ラインを構成する光センサの要部断面図であり、これは図１６の点線のＣ部に相当する要部断面図である。図中の２５１はライン１の中の１個の光センサに付した符号で、第１光センサであり、２５２はライン２の中の１個の光センサに付した符号で、第２光センサである。
【００１５】
ｎ基板３２１の表面層にｐウェル領域３２２を形成し、このｐウェル領域３２２の表面層に、第１ｎ領域３２３と第２ｎ領域３２４を離して形成し、第１ｎ領域３２３の隣に第３ｎ領域３２５を形成し、第２ｎ領域３２４の隣に第４ｎ領域３２６を形成する。第１ｎ領域３２３と第３ｎ領域３２５に挟まれたｐウェル領域３２２上にゲート酸化膜３２９を介して第１ゲート電極３３０を形成し、第２ｎ領域３２４と第４ｎ領域３２６に挟まれたｐウェル領域３２２上にゲート酸化膜３２９を介して第２ゲート電極３３２を形成する。第１ｎ領域３２３とｐウェル領域３２２で第１光センサ２５１を構成し、第２ｎ領域３２４とｐウェル領域３２２で第２光センサ２５２を構成する。第１ｎ領域３２３と第３ｎ領域３２５と第１ゲート電極３３０で第１ＭＯＳＦＥＴ２５３を形成し、第２ｎ領域３２４と第４ｎ領域３２６と第２ゲート電極３３２で第２ＭＯＳＦＥＴ２５４を形成する。
【００１６】
これらのＭＯＳＦＥＴ２５３、２５４は、光センサ２５１、２５２と積分回路２５５を接続する選択スイッチであり、ＭＯＳＦＥＴ２５３、２５４をオンさせることで選択スイッチがオンし、光センサ２５１、２５２と積分回路２５５が接続する。この状態の光センサを選択の光センサという。一方、ＭＯＳＦＥＴ２５３、２５４をオフさせることで選択スイッチがオフし、光センサ２５１、２５２と積分回路２５５が切断される。この状態の光センサを非選択の光センサという。
また、第１光センサ２５１を多数個併設して第１光センサアレイを形成し、１対の第１光センサアレイで第１光センサライン（ライン１）を構成する。第２光センサ２５２を多数個併設して第２光センサアレイを形成し、１対の第２光センサアレイで第２光センサライン（ライン２）を構成する。第３ｎ領域３２５、第４ｎ領域３２６は共に積分回路２５５の入力と接続する。このようにして、図２０で示す１３個の光センサラインを有するマルチポイント距離測定ができる距離測定装置が形成される。尚、１個の１対の光センサアレイ（１個のライン）を構成する光センサの個数（例えば図２１では４４８個）だけ積分回路がある。
【００１７】
積分回路２５５の入力側から第３ｎ領域３２５、第４領域３２６に例えば、１．６Ｖ程度のプラス電圧が印加され、ｐウェル領域３２２はグランドと接続し、ｎ基板３２１には例えば３．３Ｖ程度のプラスの電源電圧が印加されている。
選択信号１が与えられる第１ゲート電極３３０にオン信号を与え、第１ＭＯＳＦＥＴ２５３のチャネルを形成し、第１光センサライン（ライン１）の１対の第１光センサアレイの第１光センサ２５１（選択の光センサ）に入力した光で電子３３８と正孔３３９の対が発生し、光電子流３４０は第１ｎ領域３２３−チャネル３３５−第３ｎ領域３２５の経路で積分回路２５５に流れ込みセンサ出力電圧を上昇させる。また、光正孔流３４１はグランドへ流れて行く。
【非特許文献１】富士時報Ｖｏｌ．６８  Ｎｏ．７  １９９５  ｐｐ４１５−ｐｐ４２０
【特許文献１】特開２００１−３５００８１号公報  第１７頁、第１２図
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、選択信号１が与えられる第１ゲート電極にオン信号が与えられると、選択信号２が与えられる第２ゲート電極３３２にはオフ信号が与えられるので、第２ＭＯＳＦＥＴ２５４はオフ状態となっており、チャネルは形成されていない。チャネルが形成されないと、第２ｎ領域３２４、つまり第２光センサ２５２（非選択の光センサ）はフローティング状態（浮遊電位状態）となる。このフローティング状態の第２光センサ２５２に入力した光で電子３３８と正孔３３９の対が発生すると、光正孔流３４１はグランドへ流れて行く。しかし、光電子流３４０はプラスにバイアスされた第４ｎ領域３２６へ流れ込み、さらに積分回路２５５へ流れて行きノイズとなる。このノイズは非選択の光センサに入射した光で発生した電子によるノイズである。
このノイズはマルチポイント距離測定装置のように、ライン数が多い場合、非選択の光センサの数が多くなるため、特に大きくなる。例えば、１３ラインの場合には、１ラインが選択され、残りの１２ラインは非選択となるため、積分回路に流入する正規の光電子流（選択の光センサからの光電子流）に対して、ノイズとなる１２ラインの非選択の光センサからの光電子流の割合が４０％ともなり、高精度な距離測定が困難となる。
【００１９】
この発明の目的は、前記の課題を解決して、非選択の光センサで発生するノイズを低減し、高精度に距離を測定できる距離測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記の目的を達成するために、互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき複数の対象の映像が結像される一対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、各光センサアレイを積分回路もしくはバイアス回路のいずれかに接続した構成とする。
また、互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき複数の対象の映像が結像される一対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する第１選択手段と、該第１選択手段で選択された１対の光センサアレイを除いた１対の光センサアレイ群を選択する第２選択手段と、前記第１選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路と、前記第２選択手段で選択された前記１対の光センサアレイ群に電圧を印加するバイアス回路とを備える構成とする。
【００２１】
また、互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき複数の対象の映像が結像されるに一対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する第１選択手段と、該第１選択手段で選択された１対の光センサアレイを除いた１対の光センサアレイ群を選択する第２選択手段と、前記第１選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路と、前記第２選択手段で選択された前記１対の光センサアレイ群に電圧を印加するバイアス回路と、を備える距離測定装置であって、第１導電型の半導体基板上に形成した第２導電型の半導体領域と、該半導体領域の表面層に複数個形成した第１導電型の第１領域と、該第１領域と離して該第１領域の両側にそれぞれ形成した第１導電型の第２領域および第３領域と、前記第１領域と前記第２領域に挟まれ前記半導体層上にゲート絶縁膜を介して形成した第１ゲート電極と、前記第１領域と前記第３領域に挟まれ前記半導体領域上にゲート絶縁膜を介して形成した第２ゲート電極と、前記第２領域と接続した前記積分回路と、前記第３領域と接続したバイアス回路とを備える距離測定装置であって、前記光センサアレイが前記半導体領域と複数個の前記第１領域とで形成され、前記第１選択手段が第１ＭＯＳＦＥＴであって、該第１ＭＯＳＦＥＴが前記第１領域と前記第２領域および前記第１ゲート電極で形成され、前記第２選択手段が第２ＭＯＳＦＥＴであって、該第２ＭＯＳＦＥＴが前記第１領域と前記第３領域および前記第１ゲート電極で形成され、前記積分回路と前記第２領域とを接続し、前記バイアス回路と前記第３領域とを接続し、前記半導体領域を接地し、前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極に入力されるオン・オフ信号を常に逆になる構成とする。
【００２２】
また、互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき複数の対象の映像が結像される一対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する選択手段と、該選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路と、選択されない光センサアレイで発生した光電荷を除去するバイアス回路とを備えた距離測定装置であって、第１導電型の半導体基板上に形成した第２導電型の半導体領域と、該半導体領域の表面層に複数個形成した第１導電型の第１領域と、該第１領域と離して該第１領域の両側にそれぞれ形成し、前記光電荷を除去する第１導電型のガードリング領域と、一方のガードリング領域と離して形成し、前記第１領域と電気的に接続した第１導電型の第４領域と、該第４領域と離して形成した第１導電型の第５領域と、前記第４領域と前記第５領域に挟まれた前記半導体領域上にゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極と、前記第５領域と接続した前記積分回路と、前記ガードリング領域と接続したバイアス回路とを備えた距離測定装置であって、前記光センサアレイが前記半導体領域と複数個の前記第１領域とで形成され、前記第１選択手段がＭＯＳＦＥＴであって、該ＭＯＳＦＥＴが前記第４領域と前記第５領域および前記ゲート電極で形成され、前記積分回路と前記第５領域とを接続し、前記バイアス回路と前記ガードリング領域とを接続し、前記半導体領域を接地する構成とする。
【００２３】
また、前記バイアス回路の印加電圧が前記積分回路の入力端子の電圧と等しくなるようにするとよい。
また、互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき対象の映像が結像される１対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する選択手段と、該選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路とを備えた距離測定装置であって、第１導電型の半導体基板上に形成した第２導電型の半導体領域と、該半導体領域の表面層に複数個形成した第１導電型の第１領域と、該第１領域と離して該第１領域の一方の端側に形成した第１導電型の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域に接し、前記半導体領域内に形成したトレンチと、該トレンチ内にゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極と、前記第２領域と接続した前記積分回路とを備えた距離測定装置であって、前記光センサアレイが前記半導体領域と複数個の前記第１領域とで形成され、前記選択手段がＭＯＳＦＥＴであって、該ＭＯＳＦＥＴが前記第１領域と前記第２領域および前記ゲート電極で形成され、前記積分回路と前記第２領域とを接続し、前記半導体領域を接地し、前記半導体領域が接地され、前記半導体基板と前記半導体領域で形成されるｐｎ接合が逆バイアスされる構成とする。
【００２４】
また、互いに空間的に異なる測距レンズを通した光路を介して測定すべき対象の映像が結像される１対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定装置において、光センサアレイの長手方向に対して垂直方向に、１対の光センサアレイが複数個隣接して配置されて形成される１対の光センサアレイ群を有し、該光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを選択する選択手段と、該選択手段で選択された光センサアレイの出力電流を該光センサアレイを構成する光センサ毎に積分する積分回路とを備えた距離測定装置であって、第１導電型の半導体基板上に形成した第２導電型の半導体領域と、該半導体領域の表面層に複数個形成し、両端部の拡散深さが深い第１導電型の第１領域と、該第１領域と離して該第１領域の一方の端側に形成した第１導電型の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域に挟まれた前記半導体領域上にゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極と、前記第２領域と接続した前記積分回路とを備えた距離測定装置であって、前記光センサアレイが前記半導体領域と複数個の前記第１領域とで形成され、前記選択手段がＭＯＳＦＥＴであって、該ＭＯＳＦＥＴが前記第１領域と前記第２領域および前記ゲート電極で形成され、前記積分回路と前記第２領域とを接続し、前記半導体領域を接地し、前記半導体基板と前記半導体領域で形成されるｐｎ接合が逆バイアスされる構成とする。
【００２５】
また、前記光センサアレイ群の中から受光有効領域となる１対の光センサアレイを、前記対象の含まれる測距方向に応じて選択する選択手段を有する構成とするとよい。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によると、選択スイッチをオンさせることで、選択された光センサアレイが積分回路と接続し、同時に非選択スイッチをオンさせることで非選択の光センサアレイ群がバイアス回路と接続することにより、非選択の光センサアレイ群で発生した光電荷を積分回路の方へ流さずにバイアス回路の方へ流して、非選択の光センサアレイ群で発生した光電荷によるノイズを低減させることができる。
また、光センサの両端付近にガードリング領域を形成し、このガートリング領域をバイアス回路と接続することで、非選択の光センサアレイ群で発生した光電荷を積分回路の方へ流さずにバイアス回路の方へ流して、非選択の光センサアレイ群で発生した光電荷によるノイズを低減させることができる。
また、選択スイッチのゲートをトレンチゲート構造とすることで、非選択の光センサアレイ群で発生した光電荷を基板側へ引き抜くことができて、非選択の光センサアレイ群で発生した光電荷によるノイズを低減させることができる。
【００２７】
また、光センサを構成するｐｎ接合の深さを光センサの端部で深くすることで非選択の光センサアレイ群で発生した光電荷を基板側へ引き抜くことができて、非選択の光センサアレイ群で発生した光電荷によるノイズを低減させることができる。
また、積分回路の基準電圧とバイアス回路のバイアス電圧を等しくすることで選択スイッチでのリーク電流の発生を防止できてノイズを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実施の最良の形態は、非選択の光センサから発生した光電荷（光電子）を積分回路へ流し込まない構成とすることである。そのための方策として、バイアス用電圧回路を設置して非選択の光センサから発生した光電荷をバイアス用電圧回路に流し込むか、または、選択スイッチをトレンチゲート構造や光センサの両端のｐｎ接合を深くして、非選択の光センサから発生した光電荷を基板の方へ流し込むようにすることである。以下の実施例で具体的な説明をする。
【実施例１】
【００２９】
図１は、この発明の第１実施例の距離測定装置の要部回路図である。光センサ回路２０は、複数個の１対の光センサアレイ（複数個のライン）で構成され、各光センサアレイは複数個の光センサで構成される。図１では、紙面の関係で、３個のラインを示し、それ以上のラインは縦に伸びる太い点線で示す。また、ラインを構成する光センサを１個だけ示す。図中の１、２、３は３個のラインの各光センサである。尚、図中の１８はオペアンプ、１９はコンデンサである。
この光センサ回路２０は、光センサ１、２、３と、この光センサ１、２、３と積分回路１７を選択して接続する選択スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ４、５、６）と、この複数個の光センサ１、２、３に１個の積分回路１７とが備えられている。光センサ１、２、３は、例えば、フォトダイオードであり、積分回路１７は、例えば、オペアンプ８にコンデンサ９を接続した回路である。フォトダイオードに光が入射すると、光電流が流れ、この光電流を積分回路で積分し、この積分量に応じた電圧が光センサ回路２０からセンサ出力として出力される。
【００３０】
さらに、各選択スイッチのゲートはＮＯＴ回路１０、１１、１２の入力と接続し、このＮＯＴ回路１０、１１、１２の出力と非選択スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ７、８、９）のゲートが接続し、各光センサ１、２、３はそれぞれの非選択スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ７、８、９）介して、バイアス用電圧回路１３と接続する。
選択スイッチと非選択スイッチのオン、オフは、ＮＯＴ回路１０、１１、１２の挿入により、常に逆に動作する。
つぎに、回路動作を説明する。例えば、選択信号１からオン信号を入力して選択スイッチであるＭＯＳＦＥＴ４をオンすると、選択の光センサ１で発生した光電子は選択スイッチであるＭＯＳＦＥＴ４を通して積分回路１７に流れ込みセンサ出力電圧を上昇させる。光電子流が大きい程電圧の上昇分は大きくなる。また、選択の光センサ１で発生した光正孔はグランドへ流れて行く。
【００３１】
一方、非選択の光センサ２、３で発生した光電子は、非選択スイッチ８、９がオンしているため、バイアス用電圧回路１３へ流れて行く。そのため、非選択の光センサ２、３で発生した光電子は積分回路１７に入り込まないためにノイズとならず、高精度の距離測定を行うことができる。その結果、高精度のパララックス補正や高精度のマルチポイント距離測定ができるようになる。特に、ライン数の多い距離測定装置（マルチポイント距離測定の場合など）の場合に効果が大きい。
また、ライン数が多い本発明の距離測定装置を用いた場合は、マルチセンサラインで予め被測定物が存在する箇所を画像認識し、その画像認識された箇所の中から測定したい箇所を所定のアルゴリズムを組むことで選定し、その箇所の距離を精度よく測定することができる。
【００３２】
また、被測定箇所の距離が予め判明している場合は、距離測定機能を働かせずに単に画像認識装置としても利用できる。この場合の画像は鮮明さを欠くが、被測定物の種類（例えば、人物なのか物なのかなど）などを判別することができる。
また、被測定物が移動している場合は移動物体の移動方向（前後左右）を精度よく予測することができる。
【実施例２】
【００３３】
図２は、この発明の第２実施例の距離測定装置の要部断面図である。これは、図１の距離測定装置の構成を半導体基板に形成した要部断面図であり、図１の点線のＡ部に相当する要部断面図である。また、点線外の積分回路やバイアス要電圧回路やＮＯＴ回路および図示しない制御回路なども同一半導体基板に形成されるがここではそれらの構成の詳細な説明はしない。
ｎ基板２１の表面層にｐウェル領域２２を形成し、このｐウェル領域２２の表面層に、第１ｎ領域２３と第２ｎ領域２４を離して形成し、第１ｎ領域２３の両隣に第３ｎ領域２５と第５ｎ領域２６を形成し、第２ｎ領域２４の両隣に第４ｎ領域２７と第６ｎ領域２８を形成する。第１ｎ領域２３と第３ｎ領域２５に挟まれたｐウェル領域２２上にゲート絶縁膜２９を介して第１ゲート電極３０を形成し、第２ｎ領域２４と第４ｎ領域２７に挟まれたｐウェル領域２２上にゲート絶縁膜２９を介して第２ゲート電極３２を形成し、第１ｎ領域２３と第５ｎ領域２６に挟まれたｐウェル領域２２上にゲート絶縁膜２９を介して第３ゲート電極３１を形成し、第２ｎ領域２４と第６ｎ領域２８に挟まれたｐウェル領域２２上にゲート絶縁膜２９を介して第４ゲート電極３３を形成する。第１ｎ領域２３とｐウェル領域２２で第１光センサ１を構成し、第２ｎ領域２４とｐウェル領域２２で第２光センサ２を構成する。第１ｎ領域２３と第３ｎ領域２５と第１ゲート電極３０で第１ＭＯＳＦＥＴ４（第１選択スイッチ）を形成し、第２ｎ領域２４と第４ｎ領域２７と第２ゲート電極３２で第２ＭＯＳＦＥＴ５（第２選択スイッチ）を形成し、第１ｎ領域２３と第５ｎ領域２６と第３ゲート電極３１で第３ＭＯＳＦＥＴ７（第１非選択スイッチ）を形成し、第２ｎ領域２４と第６ｎ領域２８と第４ゲート電極３３で第４ＭＯＳＦＥＴ８（第２非選択スイッチ）を形成する。
【００３４】
また、第１光センサ１を多数個併設して第１光センサアレイを形成し、１対の第１光センサアレイで第１光センサライン（ライン１）を構成し、第２光センサ２を多数個併設して第２光センサアレイを形成し、１対の第２光センサアレイで第２光センサライン（ライン２を構成する。第３ｎ領域２５、第４ｎ領域２７は積分回路１７の入力と接続し、第５ｎ領域２６と第６ｎ領域２８はバイアス用電圧回路１３と接続する。また、第１ゲート電極３０と第３ゲート電極３１および第２ゲート電極３２と第４ゲート電極３３はＮＯＴ回路１０、１１を介して接続する。このようにして、バイアス用電圧回路１３を有し、複数個（例えば、１３個）の光センサライン（１３個のライン）を有するマルチポイント距離の測定ができる距離測定装置が形成される。測定範囲が大きいときはさらに光センサラインの個数を増加すればよい。
【００３５】
つぎに、この要部断面図を用いて動作を説明する。選択信号１が与えられる第１ゲート電極３０にオン信号を与え、第１選択スイッチである第１ＭＯＳＦＥＴ４をオンし、第１光センサ１で発生した光電子流４０を第１ＭＯＳＦＥＴ４を通して積分回路１７に流し込みセンサ出力電圧を上昇させる。光電子流４０が大きい程電圧の上昇分は大きくなる。また、第１光センサ１で発生した光正孔流４１はグランドへ流れて行く。
このとき、選択信号２が与えられる第２ゲート電極にはオフ信号が与えられ、同時にＮＯＴ回路１１で接続する第４ゲート電極にはオン信号が与えられ、第２非選択スイッチである第４ＭＯＳＦＥＴ８がオンし、第２光センサ２で発生した光電子流４０を第２ＭＯＳＦＥＴ８を通してバイアス用電圧回路１３へ流す。そのため、第２非選択スイッチと接続する第２光センサ２で発生した光電子流４０は積分回路１７に入り込まないためにノイズとならず、高精度の距離測定を行うことができる。その結果、高精度のパララックス補正や高精度のマルチポイント距離測定ができるようになる。特に、ライン数の多いマルチポイント距離測定の場合に効果が大きい。尚、非選択の光センサ２で発生した光正孔流４１は、選択の光センサ１で発生した光正孔流４１と同じようにグランドへ流れて行く。また、光電子流４０と光正孔流４１を合わせたものが光センサから流出する光電流である。
【００３６】
前記のバイアス用電圧回路１３の電圧（バイアス電圧）は、光電荷（光電子３８、光正孔３９）の回り込みのみを考慮すると、ｐウェル領域２２がグランドの場合、光センサ１、２であるｐｎダイオードの空乏層が最大となる電源電圧（例えば、ＶDD＝３．３Ｖ）のときに最も効果が出るが、積分回路１７の入力端子の電圧（基準電圧ｒｅｆにイマジナリーショートされて電圧が固定されていて、例えば１．６Ｖ）との電位差（例えば、１．７Ｖ）で選択スイッチであるＭＯＳＦＥＴにリーク電流が発生する。このリーク電流は暗電流（受光しないときの光センサの電流）に加算され暗時のセンサ特性に悪影響を与えるので、実際にはリーク電流が発生しないよう積分回路１７の入力端子の電圧とバイアス用電圧回路１３の電圧が一致していることが望ましい。
また、前記の各領域のｎ型をｐ型と逆にしても構わない。そのときはバイアス電圧の極性は逆となり、ｎ基板２１に相当するｐ基板はマイナスの電源電圧が印加される。
【実施例３】
【００３７】
図３は、この発明の第３実施例の距離測定装置の要部断面図である。第１ｎ領域２３の両側に第１ｎ領域２３と離して第１、第２ｎガードリング領域４２ａ、４２ｂを形成し、第１ｎガードリング領域４２ａと離して第７ｎ領域４３を形成し、この第７ｎ領域４３と離して第３ｎ領域２５を形成し、第１ｎ領域２３と第７ｎ領域４３を配線４５で接続し、第３ｎ領域２５と第７ｎ領域４３に挟まれたｐウェル領域２２上にゲート絶縁膜２９を介して第１ゲート電極３０を形成し、第２ｎ領域２４の両側に第２ｎ領域２４と離して第３、第４ｎガードリング領域４２ｃ、４２ｄを形成し、第３ｎガードリング領域４２ｃと離して第８ｎ領域４４を形成し、この第８ｎ領域４４と離して第４ｎ領域２７を形成し、第２ｎ領域２４と第８ｎ領域４４を配線４５で接続し、第４ｎ領域２７と第８ｎ領域４４に挟まれたｐウェル領域２２上にゲート絶縁膜２９を介して第２ゲート電極３２を形成し、第３、第４ｎ領域２５、２７と積分回路１７と接続し、第１、第２、第３、第４ｎガードリング領域４２ａ〜ｄとバイアス用電圧回路１３と接続する。
【００３８】
前記の第１から第４ｎガードリング領域４２ａ〜ｄを第１、第２、第３、第４、第７、第８ｎ領域２３、２４、２５、２７、４３、４４より深くすることで、非選択の光センサ２で発生した光電子流４０をｎガードリング領域４２ｃ、ｄに流し込むことができる。その結果、非選択の光センサ２で発生した光電子流４０が積分回路１７に流れ込むのを抑えることができて、ノイズを低減できる。
また、ｎガードリング領域４２ａ〜ｄのバイアス電圧としては、電源電圧ＶDDとすると最も効果的であるが、電源電圧ＶDDにすると積分回路１７の入力端子の電圧との間に電位差が生じ、この電位差でバイアス用電圧回路１３から積分回路１７にｎガードリング領域４２ａ〜ｄを介して微小な漏れ電流が流れてノイズとなる場合があるため、ｎガードリング領域４２ａ〜ｄのバイアス電圧と積分回路１７の入力端子の電圧は等しくした方が望ましい。
【実施例４】
【００３９】
図４は、この発明の第４実施例の距離測定装置の要部断面図である。図２との違いは、第１ゲート電極３０と第２ゲート電極３２をトレンチ構造とし、バイアス用電圧回路１３と第５ｎ領域２６と第６ｎ領域２８を除去した点である。トレンチゲートを形成することで、トレンチ下のｐウェル領域の横方向抵抗４７を大きくして、非選択の光センサ２から発生した光電子流４０の第４ｎ領域２７への流入を抑制し、ｎ基板２１からｐウェル領域２２に伸びた空乏層４８に、トレンチ下のｐウェル領域２２を通過する光電子流４０を入り込み易くすることで、光電子流４０が第４ｎ領域２７に流れ込むのを抑制する。その結果、非選択の光センサ２で発生するノイズを低減することができる。
【実施例５】
【００４０】
図５は、この発明の第５実施例の距離測定装置の要部断面図である。図２との違いは、遮光膜３４下の第１ｎ領域２３と第２ｎ領域２４の端部を光３７が入射する領域より拡散深さを深くし（深い箇所４９）、バイアス用電圧回路１３と第５ｎ領域２６と第６ｎ領域２８を除去した点である。深い箇所４９を形成することで、この深い箇所４９下のｐウェル領域２２の横方向抵抗４７を大きくして、非選択の光センサ２から発生した光電子流４０の第４ｎ領域２７への流入を抑制し、ｎ基板２１からｐウェル領域２２に伸びた空乏層４８に、深い箇所４９下のｐウェル領域２２を通過する光電子流４０を入り込み易くすることで、光電子流４０が第４ｎ領域２７に流れ込むのを抑制する。その結果、非選択の光センサ２で発生するノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の第１実施例の距離測定装置の要部回路図
【図２】この発明の第２実施例の距離測定装置の要部断面図
【図３】この発明の第３実施例の距離測定装置の要部断面図
【図４】この発明の第４実施例の距離測定装置の要部断面図
【図５】この発明の第５実施例の距離測定装置の要部断面図
【図６】三角測距の原理に基づく原理図
【図７】三角測距の原理に基づく距離測定装置の構成図
【図８】ＡＦＩＣに封止されている半導体チップの要部構成図で、（ａ）は半導体チップの平面図、（ｂ）は光センサアレイの平面図、（ｃ）は光センサの平面図
【図９】従来の距離測定装置を構成する光センサ回路
【図１０】従来の光センサ回路アレイを示す図
【図１１】従来の距離測定装置の要部構成図
【図１２】図１３の距離測定装置を装着した従来のカメラの図
【図１３】従来のカメラで視差（パララックス）が生じることを説明した図
【図１４】マルチラインセンサを用いた距離測定装置の要部構成図
【図１５】マルチラインセンサを用いたカメラでの視差（パララックス）について説明すた図
【図１６】特願２００２−３６０７８８号に記載された距離測定装置を構成する光センサ回路図
【図１７】図１６の距離測定装置を構成する光センサ回路アレイのレイアウト図
【図１８】図１６の距離測定装置の要部構成図
【図１９】図１８の距離測定装置による測定距離と視野の関係を説明する図
【図２０】従来のマルチラインセンサ図
【図２１】ライン数を増やしたときの上下方向の視野を説明する図
【図２２】図２０の距離測定装置の要部断面図
【符号の説明】
【００４２】
１、２、３  光センサ
４、５、６  ＭＯＳＦＥＴ（選択スイッチ）
７、８、９  ＭＯＳＦＥＴ（非選択スイッチ）
１０、１１、１２  ＮＯＴ回路
１３  バイアス用電圧回路
１７  積分回路
１８  オペアンプ
１９  コンデンサ
２０  光センサ回路
２１  ｎ基板
２２  ｐウェル領域
２３  第１ｎ領域
２４  第２ｎ領域
２５  第３ｎ領域
２６  第５ｎ領域
２７  第４ｎ領域
２８  第６ｎ領域
２９  ゲート絶縁膜                                                              ３０  第１ゲート電極
３１  第２ゲート電極
３２  第３ゲート電極
３３  第４ゲート電極
３４  遮光膜
３５、３６  チャネル
３７  光
３８  光電子
３９  光正孔
４０  光電子流
４１  光正孔流
４２ａ、ｂ、ｃ、ｄ  第１〜第４ガードリング領域
４３  第７ｎ領域
４４  第８ｎ領域
４５  配線
４６  トレンチ
４７  横方向抵抗
４８  空乏層
４９  深い箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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